2020年高考物理最新模拟试题分类汇编电磁感应综合计算（解析版）

高考最新模拟试题分类汇编电磁感应综合计算1、（2020山东省烟台市中英文学校高三下学期3月月考）如图所示，一单匝圆形线圈两端与平行导轨相连接，整个装置处于水平面内。圆形线圈的直径与平行导轨的宽度相等，均为L，平行导轨区域处于垂直纸面向里的磁感应强度大小为B0的匀强磁场中，圆形线圈处于垂直纸面向外的磁场中，其磁感应强度的大小B随时间变化。质量为m、长度为L的金属杆垂直放置在平行导轨上，金属杆始终保持与导轨垂直且接触良好，金属杆与平行导轨间动摩擦因数为，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，已知金属杆的电阻为R，其它部分电阻均不计，重力加速度为g。下面说法正确的是A. 若，则金属杆在导轨上保持静止B. 若，则金属杆在导轨上保持静止C. 若给金属杆水平向右的速度，且，则金属杆匀速运动D. 若给金属杆水平向右的速度，且，则金属杆匀速运动【答案】BC【解析】AB.当金属杆恰好在导轨上保持静止时，安培力与摩擦力等大反向，有解得由，根据数学知识可知，当时，金属杆保持静止，故B正确A错误；CD.由题可知，此时金属杆所受安培力与摩擦力大小相等，即电路中的电动势为由右手螺旋定则可知，圆形线圈产生的感应电动势与金属杆的感应电动势方向相反，金属杆的感应电动势为当圆形线圈中的磁感应强度时，感应电动势为 则有 当圆形线圈中的磁感应强度时，感应电动势为此时 故C正确D错误。故选BC。2、.（2020四川省泸县五中高三下学期第一次月考）如下图所示，在磁感应强度B=1.0 T的匀强磁场中，金属杆PQ在外力F作用下在粗糙U形导轨上以速度v=2m/s向右匀速滑动，两导轨间距离L=1.0 m，电阻R=3.0，金属杆PQ的电阻r=1.0，导轨电阻忽略不计，则下列说法正确的是（）A. 通过R的感应电流的方向为由d到aB. 金属杆PQ两端电压为1.5 VC. 金属杆PQ受到的安培力大小为0.5 ND. 外力F做功大小等于电路产生焦耳热【答案】BC【解析】导体PQ垂直切割磁感线，由右手定则判断感应电流的方向，由求解感应电动势的大小，由串联电路的特点求PQ间的电压由公式求PQ所受的安培力；外力F克服摩擦力和安培力做功由右手定则判断知，导体PQ产生的感应电流方向为QP，通过R的感应电流的方向为由a到d，故A错误；导体PQ切割磁感线产生的感应电动势的大小为，金属杆PQ两端电压为：，故B正确；感应电流为：，安培力，故C正确；金属杆PQ在外力F作用下在粗糙U型导轨上以速度v向右匀速滑动，根据能量守恒可知外力F做功大小等于电路产生的焦耳热和导轨与金属杆之间的摩擦力产生的内能的和，故D错误【点睛】本题是法拉第电磁感应定律、欧姆定律和安培力公式等的综合应用，该题中要明确功与能的关系，知道外力F克服摩擦力和安培力做功，外力F做功大小等于电路产生的焦耳热和导轨与金属杆之间的摩擦力产生的内能的和3、（2020四川省棠湖中学高三下学期3月第一次在线考试）如图所示，等腰直角三角形金属线框abc放置在磁场中，c=90，直角边ac长l，磁场方向垂直线框且垂直直面向外，磁感应强度为B0，电流表连接在ab边中。先让线框以ab边为轴垂直直线匀速转动，转动角速度为；转动较长的时间后，保持线框平面和磁场垂直，再让磁感应强度从B0开始变化，磁感应强度随时间变化的关系为B=B0+kt（k为常数且k0）。下列说法正确的是（ ）A. 线框转动和磁场变化两种情况下，电流表示数比值为B. 线框转动时，从开始到线框转过45时感应电动势为C. 线框转动时，从开始到线椐转动时间t1=的过程中磁通量的变化量为零D. 线框转动和磁场变化两种情况下，从开始到经过相同时间t=流过ab截面电荷量之比为【答案】AD【解析】A.线框转动过程中产生的感应电动势的有效值为E1=电流表示数I1=第二种情况下，线框中产生的感应电动势为E2=电流表示数I2=两种情况下，电流表示数比值为，选项A正确；B.从初始位置计时，线框转动过程中产生的感应电动势e=线框转过45时感应电动势为，选项B错误；C.第一种情况下，线框初始磁通量为转动时间t1=时磁通量，选项C错误；D.第一种情况下，经过时间t2=的过程中，第二种情况下，经过时间t2=的过程中，选项D正确。4、（2020四川省绵阳中学高三下学期3月月考）如图，平行光滑金属导轨M、N固定在水平面上，处于竖直向下的匀强磁场中完全相同的两金属棒P、Q搭放在导轨上，开始均处于静止状态给P施加一与导轨平行的恒定拉力作用，运动中两金属棒始终与导轨垂直并与导轨接触良好设导轨足够长，除两棒的电阻外其余电阻均不计则两棒的速度及棒中的感应电流随时间变化的图象正确的是A. B. C. D. 【答案】AD【解析】P向右做切割磁感线运动，由右手定则判断知，回路中产生逆时针的感应电流，由左手定则判断可知，Q棒所受的安培力方向向右，故Q向右做加速运动；Q向右运动后，开始阶段，两杆的速度差增大，产生回路中产生的感应电动势增大，感应电流增大，两杆所受的安培力都增大，则P的加速度减小，Q的加速度增大，当两者的加速度相等时，速度之差不变，感应电流不变，安培力不变，两杆均做加速度相同的匀加速运动AB、开始运动时，P棒做加速度减小的加速度运动，Q棒做加速度增大的加速运动，最终做加速度相同的加速度运动，故A正确，B错误；CD、开始运动时，两棒的速度差增大，感应电动势增大，通过电流增大，最终两棒都做匀加速运动，速度差保持不变，故回路中感应电动势不变，电流恒定，故C错误，D正确故选AD【点睛】P向右做切割磁感线运动，产生感应电流，此感应电流流过Q，Q受到安培力而运动起来，先根据右手定则判断回路中感应电流的方向，再由左手定则判断Q所受的安培力方向，即可判断其运动方向通过分析安培力的变化，来分析两棒的运动情况和电流变化情况5、（2020湖南河南湖北广东四省高三下学期3月联考）粗细均匀的正方形金属线框abcd静止在光滑绝缘的水平面上，整个装置处在垂直水平面的匀强磁场中，ab边与磁场边界MN重合，如图所示。现用水平向左的外力F将线框拉出磁场，且外力与时间的函数关系为F=b+kt，b和k均为常数。在拉出线框的过程中，用i表示线框中的电流，Q表示流过线框某截面的电荷量，下列描述电流与时间及电荷量与时间变化关系的图象可能正确的是（ ）A. B. C. D. 【答案】AC【解析】A根据牛顿第二定律可得b+ktBIL=ma当b=ma时，线框匀加速离开磁场，电流与时间成正比，故A正确；B由于i最后恒定，即速度恒定，而外力在增加，不可能实现，故B错误；C电流可以与时间成正比，而由A图象可知电流与时间包围的面积为电荷量，因此Q可以与t2成正比，图象可以是曲线，故C正确；D若Q与t成正比，则电流为恒量，不可能实现，故D错误。故选AC。6、（2020江苏省扬州市高三下学期3月考测试一）如图所示，平行导轨宽为L、倾角为，处在垂直导轨平面向下的匀强磁场中，磁感强度为B，CD为磁场的边界，导轨左端接一电流传感器，CD右边平滑连一足够长的导轨。质量为m、电阻为R的导体棒ab长也为L，两端与导轨接触良好，自导轨上某处由静止滑下。其余电阻不计，不计一切摩擦和空气阻力，重力加速度为g。(1)棒ab上的感应电流方向如何？(2)棒ab在磁场内下滑过程中，速度为v时加速度为多大？(3)若全过程中电流传感器指示的最大电流为I0。求棒ab相对于CD能上升的最大高度。【答案】(1) 流向 ； (2) ； (3) 【解析】(1)根据楞次定律可判定：棒在磁场中向下滑动时，电流由b流向a；(2)当棒的速度为v时，切割磁感线产生的感应电动势为，根据闭合电路欧姆定律，安培力，根据牛顿第二定律，有解得：(3)棒下滑到CD处回路电流最大，有棒ab滑过CD后直接到右侧最高点，由机械能守恒定律，有解得：7、（2020云南省龙江中学高三下学期3月月考）如图甲所示，两根与水平面成=30角的足够长光滑金属导轨平行放置，导轨间距为L，导轨的电阻忽略不计整个装置处于磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向垂直于导轨平面斜向上现将质量均为m、电阴均为R的金属棒a、b垂直于导轨放置，一不可伸长的绝缘细线的P端系在金属杆b的中点，另一端N通过滑轮与质量为M的物体相连，细绳与导轨平面平行导轨与金属棒接触良好，不计一切摩擦，运动过程中物体始终末与地面接触，重力加速度g取10m/s2(1)若金属棒a固定，M=m，由静止释放b，求释放瞬间金属棒b的加速度大小(2)若金属棒a固定，L=1m，B=1T，m=0.2kg，R=1，改变物体的质量M，使金属棒b沿斜面向上运动，请写出金属棒b获得的最大速度v与物体质量M的关系式，并在乙图中画出v-M图像(3)若撤去物体，改在绳的N端施加一大小为F=mg，方向竖直向下的恒力，将金属棒a、b同时由静止释放从静止释放到a刚开始匀速运动的过程中，a产生的焦耳热为Q，求这个过程流过金属棒a的电量【答案】(1) (2) (3) 【解析】（1）设释放金属棒b瞬间的加速度为a：对物体M： 对金属棒b： 解得： （2）当金属棒b速度达到最大时，对物块M有： 对金属棒b有： 对电路